在車圓錐的實際問題中,隻要使車刀走刀方向與錐體素線平行,工件就能車削成為要求錐度的圓錐。於是要轉動小滑板一個確定的角度。這個圓錐半角如何求得呢?
對圓錐中的相關元素,賦予不同符號或規定:圓錐大端直徑D、圓錐小端直徑d、圓錐長度L、錐度C(圓錐大小端直徑差與長度之比,即C=)、在通過圓錐軸線的截麵內,兩條素線之間的夾角α稱為圓錐角、圓錐素線與其軸線的夾角稱為圓錐半角,顯然等於圓錐角之半為。
這就是車圓錐實際問題中的數學模型。用它可以模式化地求得小滑板轉動的具體角度:圓錐的半角,然後用稱為轉動小滑板法的方法加工圓錐。
借助這數學模型,能遷移產生偏移尾座法、仿形法、寬刃刀法等車圓錐的方法。再遷移可以得到在平板上加工斜孔的方法。
二
轉化還有其他形式,但不管形式如何,都遵循以下基本原則。
(一)熟悉化原則。將陌生的問題轉化為熟悉的問題,以利於我們運用熟知的知識、經驗和問題來解決。
研究正方形、正三角形零件中的偏心問題,就是基於對圓的偏心問題處置的熟悉,使其向它靠攏。
(二)和諧化原則。不管問題形式如何轉化,其實質始終在統一和協調中、推理嚴謹一直在無矛盾性中。
像前述的殘輪測徑有多種方法。有用千分卡測量法,測得弦長L及對應弓高h,則圓徑R=,千分卡法適合於較小工件;有丁字尺測量法,從“垂直平分弦的直線必定經過圓心”角度考慮,適當放置丁字尺兩個位置,其交點即為圓心,丁字尺測量法適合於較大工件;有曲尺測量法,從相似三角形角度考慮,將曲尺一邊AC靠在殘輪上,成相切關係,切點為A,曲尺另一邊的端點B緊頂在殘輪邊沿上,注意曲尺放置平麵要與殘輪所在平麵相一致。設曲尺直角頂點為C,測得AC=m,BC=n,則殘輪直徑AD=。等等。
不論采用何種方法,都統一在利用圓形工件的殘缺部分所給出的有效信息中,針對殘輪的不同狀況及測量工具的選擇可能,擇優方法,實現問題解決。
(三)簡單化原則。將複雜的問題化歸為簡單問題,通過對簡單問題的解決,達到解決複雜問題的目的,或獲得某種解題的啟示和依據。注意隨時揚棄轉化的反向運動,即向更複雜化、增加困難的方向發展。如偏心件加工遷移到正三角形研究時,受處理正方形偏心件的影響,產生爪上墊V形墊塊的較繁方法,這時將考察方向轉換到邊的方向上,有不必裝V形墊塊、較簡單地解決問題的方法。
(四)直觀化原則。將一些含糊的、抽象的、深奧的問題轉化為具體的、直觀的、淺顯的問題來解決。如焊製以直角形式對接、半徑為R的兩圓管,在平麵板材上如何畫線?我們可以建立適當的坐標係,把接縫麵為45°傾角的斜麵圓管設想沿母線剪開展平,轉化到平麵上,得到接縫麵曲線的軌跡方程是:y=Rcos,0≤x≤2Rπ,將畫線問題轉化為主要是作y=Rcos的餘弦曲線問題。對較難的一類相貫線問題,都可借鑒這種方法給予解決。
(五)正難則反原則。當問題正麵討論遇到困難時,可考慮問題的反麵,設法從問題的反麵探求,使問題獲解。
在普車上,車刀的進給方向分別與車床主軸方向一致或成一角時,則被車削工件分別車成圓柱、圓錐。看來要它加工橢圓是一個不能的事?由於我們知道:圓柱的斜截麵是橢圓;反之,橢圓柱的斜截麵是圓。據此,將車刀、工件的裝夾位置交換,且車刀與車床主軸線成α角、以a為半徑、作圓周運動成為斜截麵,被車削工件其投影方向的柱體、即在飛刀法切削下被加工成橢圓柱體(或橢圓孔)。α由cosα=確定,a、b分別是車削橢圓長半軸、短半軸的長。
這一原理用到鏜床上,在立銑頭轉過α角(即鏜刀回轉軸線與孔中心線的夾角)後,利用工作台垂向進給,就能鏜出一個橢圓孔。
在學習技能的過程中,學習問題解決轉化思想方法,吮吸使人聰明、終身受益的乳汁,培養具有創造性能力的人才 。